An Ion‐Dipole‐Reinforced Polyether Electrolyte with Ion‐Solvation Cages Enabling High–Voltage‐Tolerant and Ion‐Conductive Solid‐State Lithium Metal Batteries

材料科学 电解质 离子电导率 锂(药物) 化学工程 离子键合 电导率 离子 化学物理 电极 物理化学 有机化学 化学 医学 工程类 内分泌学
作者
Kun Zhang,Feng Wu,Xinran Wang,Lumin Zheng,Xiaoyu Yang,Huichun Zhao,Yuheng Sun,Wenbin Zhao,Ying Bai,Chuan Wu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (5) 被引量:74
标识
DOI:10.1002/adfm.202107764
摘要

Abstract Solid‐state electrolytes (SSEs) with sufficient ionic conduction, wide voltage window, flexible‐rigid interface, and ease of processibility are determinative to the development of energy‐dense solid‐state lithium metal batteries. Due to the low density and interfacial compatibility, polyether SSE has been studied for decades but remains handicapped by the inherently low ionic conductivity and insufficient voltage window. In this contribution, an ion‐dipole‐reinforced poly‐3‐hydroxymethyl‐3‐methyloxetane is demonstrated as a novel SSE and major substitution to conventional poly(ethylene oxide). By further polypropylene skeleton compositing, the composite solid electrolyte (PHMP) synergistically achieves high voltage tolerance (4.6 V), high ion‐conduction (25 °C, 1.26 × 10 −4 S cm −1 ), and flexible‐rigid mechanical properties. Cryo‐transmission electron microscope has revealed a columnar Li deposition and LiF‐rich solid electrolyte interface, suggesting excellent dendrite suppression. According to density functional theory, the densely branched ether–oxygen groups play an important role as ion solvation cages, favoring strong Li + ‐coordination and fast diffusion kinetics. More importantly, it restrains the proton‐induced decomposition and essentially enhances high‐voltage stability. As a result, PHMP contributes to an improved rate capability, significantly reduced interface impedance, and long‐term cycle stability of Li symmetrical batteries for over 1600 h. PHMP‐modified LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 |Li batteries exhibit a high discharge capacity of 211.5 mAh g −1 and desirable cycle stability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
朱洪帆完成签到,获得积分20
2秒前
明亮谷波发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
6秒前
Cole完成签到 ,获得积分10
8秒前
明亮谷波完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
12秒前
封闭货车完成签到 ,获得积分10
14秒前
蓝景轩辕完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
nini完成签到,获得积分10
20秒前
眯眯眼的朋友完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
111完成签到,获得积分10
23秒前
always发布了新的文献求助10
24秒前
27秒前
无聊的剑心完成签到,获得积分10
27秒前
平常澜完成签到 ,获得积分10
29秒前
杰Sir完成签到,获得积分10
33秒前
阿策完成签到,获得积分10
36秒前
单薄的问芙完成签到,获得积分20
38秒前
mito完成签到,获得积分10
39秒前
醉清风完成签到 ,获得积分10
43秒前
手帕很忙完成签到,获得积分10
43秒前
LeiGod完成签到,获得积分20
44秒前
44秒前
LeiGod发布了新的文献求助10
49秒前
陈子宇完成签到 ,获得积分10
55秒前
木木完成签到,获得积分10
58秒前
优雅莞完成签到,获得积分0
59秒前
59秒前
蕉鲁诺蕉巴纳完成签到,获得积分0
1分钟前
枫糖叶落完成签到,获得积分10
1分钟前
gulihong完成签到,获得积分10
1分钟前
火星上的寻双完成签到,获得积分20
1分钟前
黄汉良完成签到,获得积分10
1分钟前
峰李应助LeiGod采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
lym完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6355757
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8170509
关于积分的说明 17201011
捐赠科研通 5411733
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864357
邀请新用户注册赠送积分活动 1841893
关于科研通互助平台的介绍 1690224